DE112008002208T5 - Leaf-shaped gas-dynamic bearing - Google Patents
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Abstract
Blattförmiges gasdynamisches Lager, bestehend aus einem Lagergehäuse (7) und einem Zapfen (10), einem Oberblatt (15), das aus einem nachgiebigen Band besteht und im Ringraum zwischen der Innenoberfläche (5) des Lagergehäuses (7) und dem Zapfen (10) angeordnet ist und wenigstens zwei Federdämpfungssektionen, die zwischen dem Zapfen (10) und der Innenoberfläche (5) des Lagergehäuses (7) angeordnet sind, wobei der Ringraum sich in Kreisrichtung um den Zapfen (10) erstreckt und auf die Innenoberfläche (20) des Oberblatts (15) stößt,
dadurch gekennzeichnet,
dass Federelemente (25), z. B. Wellenbänder, die mit der Außenfläche auf die Innenoberfläche (5) des Lagergehäuses (7) stoßen und glatte nachgiebige Unterlegblätter (27, 30, 33) im Ringraum zwischen der Innenfläche der Federelemente (25) und den Außenoberflächen der Oberblätter (15) angeordnet sind,
dass die Federelemente (25) zwischen der Innenoberfläche (5) des Lagergehäuses (7) und den Unterlegblättern (27, 30, 33) angeordnet sind und
dass wenigstens eine Federdämpfungssektion mit mindestens zwei...Leaf-shaped gas-dynamic bearing, consisting of a bearing housing (7) and a pin (10), a top sheet (15) consisting of a resilient band and in the annular space between the inner surface (5) of the bearing housing (7) and the pin (10) is arranged and at least two spring damping sections, which are arranged between the pin (10) and the inner surface (5) of the bearing housing (7), wherein the annular space extends in a circle around the pin (10) and on the inner surface (20) of the upper leaf (15)
characterized,
that spring elements (25), z. B. wavy bands, which abut with the outer surface on the inner surface (5) of the bearing housing (7) and smooth resilient shims (27, 30, 33) in the annular space between the inner surface of the spring elements (25) and the outer surfaces of the upper leaves (15) are,
that the spring elements (25) between the inner surface (5) of the bearing housing (7) and the shims (27, 30, 33) are arranged, and
that at least one spring damping section with at least two ...
Description
Die Erfindung betrifft ein blattförmiges gasdynamisches Lager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a sheet-shaped gas-dynamic bearing according to the preamble of claim 1.
Ein
blattförmiges gasdynamisches Lager (
Bei radialen Schwingungen im Lager entsteht eine Reibungsdämpfung der Schwingungen wegen des gegenseitigen Gleitens der kontaktierenden Oberflächen der Blätter, des Wellenbandes und des Lagergehäuses.at Radial vibrations in the bearing creates a friction damping Vibrations due to mutual sliding of the contacting Surfaces of leaves, wavy band and Bearing housing.
Die Reibungsdämpfung entsteht an den Kontaktstellen des Wellenbands mit dem Lagergehäuse, dem Wellenband und dem anliegenden Unterlegblatt sowie zwischen den Ober- und Unterlegblättern. Eine die Reibungsdämpfung zwischen den Ober- und Unterlegblättern auslösende Reibungskraft löst eine Blätterspannung aus, die an Stellen ihrer Befestigung übertragbar ist.The Friction damping occurs at the contact points of the waveband with the bearing housing, the waveband and the adjacent Shim and between the shims and shims. A the friction damping between the upper and Unterlegblättern triggering frictional force triggers a foliage tension out, which is transferable in places of their attachment.
Bei geringen Drehfrequenzen ist der Schmierschichtdruck zwischen dem Oberblatt und dem Zapfen in den Bereichen neben der Blätterbefestigung wegen einer ziemlich großen Dicke der Schmierschicht klein. Aus diesem Grund löst anfangs die Verschiebung des Zapfens in Richtung der Blätterbefestigung keinen gegenseitigen Blättergleitschlupf und keine Dämpfung aus, da sich die Blätter in den Bereichen einer großen Schmierschichtdicke zunächst zur Welle verschieben. Erst wenn das Oberblatt an die Welle beinahe vollständig angedrückt ist, löst die weitere Bewegung des Zapfens in derselben Richtung den Blättergleitschlupf und die Dämpfung aus.at low rotational frequencies is the lubricating layer pressure between the Upper leaf and the cone in the areas next to the leaves attachment small because of a fairly large thickness of the smear layer. For this reason, initially triggers the displacement of the pin in the direction of foliage attachment no mutual Sliding leaves and no damping, because the leaves in the areas of a large First shift the lubricant layer thickness to the shaft. First when the top sheet is almost completely pressed against the shaft is, triggers the further movement of the pin in the same Direction the glide of the leaves and the damping out.
Die Minderdämpfungsfähigkeit dieses Lagers ist bei niedrigen Drehfrequenzen ein Nachteil, da während des Anfahrens und des Bremsens die Resonanzschwingungen des Rotors in den Lagern entstehen. Ein niedriger Dämpfungswert löst eine Erhöhung der Amplitude der Resonanzschwingungen des Rotors aus und führt zur Notwendigkeit einer Vergrößerung radialer Spielräume in den Strömungsteilen des Kreiselkompressors oder der Turbine, was die Leistung der Strömungsmaschine senkt.The Lower damping capability of this bearing is included low rotational frequencies a disadvantage since during startup and braking resonant vibrations of the rotor in the bearings arise. A low attenuation value triggers an increase the amplitude of the resonant vibrations of the rotor and leads on the need for enlargement of radial Clearances in the flow parts of the centrifugal compressor or the turbine, what the power of the turbomachine lowers.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Dämpfungsfähigkeit des Lagers bei niedrigen Drehfrequenzen des Rotors zu erhöhen.It Object of the invention, the damping ability of the bearing at low rotational frequencies of the rotor to increase.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The Asked object is solved by the features of claim 1.
Das blattförmige gasdynamische Lager hat ein Lagergehäuse, einen Zapfen und ein Oberblatt. Das Oberblatt ist in dem Ringraum zwischen der Gehäuseinnenfläche und dem Zapfen angeordnet und stellt ein glattes nachgiebiges Band dar, das sich in Kreisrichtung um den Zapfen erstreckt. Zwischen der Außenoberfläche des Oberblatts und der Innenoberfläche des Lagergehäuses sind in Kreisrichtung wenigstens zwei Federdämpfungssektionen angeordnet. Jede der gegebenen Federdämpfungssektionen besteht aus einem Federelement (z. B. Wellenband), das mit einer Außenflanke an das Lagergehäuse anstößt, und wenigstens zwei glatten nachgiebigen Oberblättern, die zwischen der Innenflanke des Federelements und der Außenoberfläche des Oberblatts angeordnet sind. Dabei sind, wenn auch in einer der Federdämpfungssektionen, zwei beliebige Unterlegblätter, die einander mit der Außen- und der Innenoberfläche berühren, an dem Lagergehäuse an verschiedenen Enden des Federelementes befestigt.The leaf-shaped gas dynamic bearing has a bearing housing, a pin and a top sheet. The top sheet is in the annulus between the housing inner surface and the pin arranged, representing a smooth yielding band that extends extends in a circle around the pin. Between the outer surface the top sheet and the inner surface of the bearing housing are at least two spring damping sections in the circular direction arranged. Each of the given spring damping sections exists from a spring element (eg waveband), which has an outer edge abuts the bearing housing, and at least two smooth, pliable upper leaves between the Inner edge of the spring element and the outer surface of the top sheet are arranged. Here are, albeit in one of Spring damping sections, any two shims, the one another with the outside and the inside surface touch, on the bearing housing at different Attached ends of the spring element.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:The Invention will be described with reference to an embodiment shown in the drawing explained in more detail. It shows:
Das
blattförmige gasdynamische Lager weist einen Zapfen
Einige
(mindestens zwei) Federdämpfungssektionen sind in Kreisrichtung
zwischen der Außenseite
In
Das
blattförmige Lager funktioniert auf folgende Weise. Beim
Drehen der Welle
In
Bei
Schwingungen der Welle
Bei
senkrechten Schwingungen der Welle
Als
Ursache einer Senkung unter diesen Bedingungen der Reibungsdämpfung
in den Seitenbereichen des Kontakts zwischen dem Oberblatt
Bei
der Bewegung des Zapfens
Die
Größe der Reibungsdämpfung zwischen den
Unterlegblättern einer Federdämpfungssektion wächst
mit der Erhöhung der Anzahl der sich reibenden Paare der
Oberflächen der Unterlegblätter. Sollte eine Federdämpfungssektion
nur zwei Unterlegblätter haben, bleibt nur ein Paar Reiboberflächen.
Bei drei Unterlegblättern in der Federdämpfungssektion für
das in
ZusammenfassungSummary
Die Erfindung betrifft ein blattförmiges gasdynamisches Lager, bestehend aus einem Lagergehäuse und einem Zapfen als Welle, einem Oberteil, das aus einem nachgiebigen Band besteht und im Ringraum zwischen der Innenoberfläche des Lagergehäuses und dem Zapfen angeordnet ist und wenigstens zwei Federdämpfungssektionen, die zwischen dem Zapfen und der Innenoberfläche des Lagergehäuses angeordnet sind, wobei der Ringraum sich in Kreisrichtung um den Zapfen erstreckt und auf die Innenoberfläche des Oberblatts stößt. Damit die Dämpfungsfähigkeit des Lagers bei niedrigen Drehfrequenzen des Rotors erhöht ist, sieht die Erfindung vor, dass Federelemente zwischen der Innenoberfläche des Lagergehäuses und den Unterlegblättern angeordnet sind und dass wenigstens eine Federdämpfungssektion mit mindestens zwei Unterlegblättern vorgesehen ist.The Invention relates to a sheet-shaped gas-dynamic bearing, consisting of a bearing housing and a pin as shaft, an upper part, which consists of a flexible band and in the annulus between the inner surface of the bearing housing and the pin is arranged and at least two spring damping sections, between the pin and the inner surface of the bearing housing are arranged, wherein the annular space in the direction of the circle around the Spigot extends and on the inner surface of the upper leaf encounters. Thus the damping ability of the bearing increases at low rotational frequencies of the rotor is, the invention provides that spring elements between the inner surface the bearing housing and the shims arranged are and that at least one spring damping section with at least two shims is provided.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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